合作式自主學習模式的探索

【摘 要】本文結合通信電子類學生培養目標，分析了“電磁場與電磁波”課程目前教學現狀，引入合作式自主學習方法，改革培養模式，提高教學質量，激發大學生的創新意識。

【關鍵詞】合作式自主學習 電磁場與電磁波教學 創新意識

1課題提出背景

《電磁場與電磁波》課程是高等工科電類的專業基礎課，是在學習 “高等數學” “大學物理”等基礎課而開設的，同時也為后續“微波技術”“天線技術”“電磁兼容技術”和“光纖通信”等課程奠定基礎。課程的內容既包括學生在該專業領域中必須掌握的基本知識內容，也涉及眾多交叉學科的基礎。因此，《電磁場與電磁波》課程在電類專業教學體系中不可替代。通過闡述宏觀電磁場的基本性質、規律和基本分析方法，培養學生具備運用“場”的觀點對實際工程電磁場問題進行計算、分析的能力，是一些新型邊緣學科良好的生長點，如電磁兼容、太赫茲應用等。因此，課程在工程應用中也具有舉足輕重的作用。但是，在傳統教學過程中，學生學習該課程中存在以下問題：

a.由于課程理論性強、抽象，需要對數學的基本知識和應用能力要求較高，因此學生常常難以將已學過的數學知識和電磁場內容很好結合；

b.學生沒學過適量分析和場論，導致對于課程中“場”的基本概念，如散度、旋度、梯度等理解不夠，影響對電磁場理論、MAXWELL方程組的學習；

c.學生感覺課程公式多，理論抽象，難以結合實際，稱其為“老虎”課，拒之千里；

d.大部分學生學習“死學死記”，難以應用到教學實驗環節中，理論脫離實踐。

因此，傳統教學模式很難適應社會的發展，在課程教學中，我們引入了合作式自主學習模式，改變原有死板的教學方法，取得了一定的成績。

2 合作式自主學習模式

我國自90年代初期在課堂教學中就開始重視自主式學習方式。合作，作為新時代人必備一種素質，越來越多的教育專家和學者關注和研究著。孫子曰：“獨學而無友，則孤陋而寡聞”“三人行必有我師”。自古以來就有學者提倡合作學習。美國教育心理學家經過上百次的研究發現，合作學習是學生學習獲得成功的最有效方法之一。

2.1 教師角色和學生分組建模

a.教師多重角色扮演

在合作式學習中，教師不再是“知識的傳授者”，而是具有“引導者”“學習活動組織者、指揮與決策者、管理與參與者以及學習活動的仲裁者”等多重角色。小組合作有效性直接取決于教師的作用發揮是否成功。

b.科學分組

首先，學期初，對一個班同學建立兩個學習小組，布置大作業任務，提出要求。小組成員的確定需根據學生意向及特長選擇；然后，設置研究內容要難度適度，以免打擊學生積極性，但是要具備研究型、探索性和實用性。考慮到學生有考研和工作需求，利用學習過的工具MATALB軟件設置一組重點研究傳輸線中電磁場的分布問題；二組重點研究介質球散射應用問題。

2.2教學組織過程

由于課程學時有限，在不影響正常授課過程的情況下，同時開展合作式自主學習工作。主要方式如下：

a.采用啟發式教學方法

授課前，羅列要點，重點突出，條理清楚，并提出問題，給學生獲得充分的獨立思考時間和空間的基礎上，學生主體性更強。

授課中，講述問題快慢適中，詳略得當，省去不必要繁瑣的公式推導，把討論焦點放到概念、建模和思維中。如MAXWELL方程組中穿插麥克斯韋假設漩渦電流、位移電流的小故事，增加學生學習興趣；多注重對于每一講內容實際應用背景的介紹，注重與學科前沿的聯系，使學生明確學習目的；注重創新意識和創新能力的培養；堅持習題課教學。習題課是一種最傳統、最方便、最易行的實踐性教學形式，堅持講練結合，合理安排習題課的實施時機和時間，精心設計好每一次習題課內容和形式，將會使學生在習題課上獲得充分地實踐與鍛煉機會。講述中注重突出兩組研究內容所涉及的知識點，使學生有的放矢，學習和研究更加方便。

授課后，除了給學生布置作業外，通過課后輔導或網絡答疑的方式，引導學生學習。

b.提倡互動式教學，促進學生的積極性和提高自信心

在研究內容布置一段時間之后，定期組織兩組匯報。匯報完畢由學生自由提問，針對兩組學習進度，教師提問。易掌握學習情況，并相互交流學習成果，教師及時引導，確保學習穩步進行。

在交流過程中，結合教學內容，亦可擴充其他知識。比如說，講授導行電磁波后，鼓勵學生自己利用如MATLAB等仿真軟件去分析矩形波導、圓波導，培養學生去積極地運用已經掌握的工具及理論方法分析實際問題的能力。

c.妥善處理重點和難點

教學內容中的重點和難點是教學內容的精髓，如果處理不當會使學生思維受阻，注意力分散，時間一長就會產生越來越多的疑問，造成學習障礙，從而對學習失去興趣和信心。因而一定要加強對教材內容體系的把握、加深對教材內容的理解，綜合采取多種教學方法，妥善處理重點和難點。

尤其在研究內容布置初期，學生對課程內容知識掌握程度不夠，在學習過程中，難免會碰到陌生內容。因此，教師合理安排研究進度非常重要，安排如下：在矢量分析和場論部分，讓學生掌握直角坐標系、球面坐標系建立，能夠正確對研究內容中傳輸線和介質球體建模；在MAXWELL方程組部分，熟練掌握電磁場基本定律和時變電磁場的邊界條件，能夠正確建立傳輸線和介質球傳輸線方程，并且正確建立邊界條件；在平面電磁波部分，能夠正確分析電磁波入射到傳輸線及介質球后的傳播特性，等等。通過上面細化過程，合理安排研究進度，有條不紊，按部就班，為小組合作奠定堅實基礎。

d.豐富的溝通方式

為了進一步地方便學生學習討論，在校精品課程網站中建立了課程主頁，同時任課教師也開通了該課程的網絡教學、網絡答疑、教學論壇等內容，真正做到學生們有問題及時解決，有效地將網絡教育與課堂教學有機結合起來。同時，便于學生們在教學環節的各個方面提意見或建議，使學生們參與到課程建設中來，進一步促進本課程建設工作。

e.科學合理評價

評價具有導向功能，合理評價直接影響合作式自主學習的效果。在評價過程中，以每組整體表現和成績作為評價依據，堅持使評價貫穿于整個討論活動中，形成性評價與終結性評價相結合，便于激勵學生學習積極性。

2.3綜合效果評價

兩小組取得的研究成果分別如下：

合作式自主學習模式測試取得了很好的成績，具體有：

a.按照不同形式給學生小組分配任務，既有助于發揮個體獨創性，又增強學生協作意識，在輕松愉快的氛圍中學習知識。

b.組織各小組間交流，讓學生勇于展現自我，開闊思路。

c.教師適時引導，大大減少學生對傳統“填鴨式”教學的抵觸感，改善教學質量。

d.增強課程學習興趣

通過合作式自主學習小組一個學期的學習，很多學生選擇了MATLAB軟件分析天線特性的題目，大大地增強了學習興趣；部分考研學生有意選擇電磁場方向，為繼續深造奠定基礎。

e.加強創新理念

在小組討論學習過程中，在查閱資料后，開拓了學生設計思路。取得的研究成果強化課程建設深度，進一步提高了教學質量。

3結束語

作為新型的國家課程改革提倡的教學方法之一，合作學習呈現出來的無疑是一個亮點，也是《電磁場與電磁波》課程提高教學質量，培養創新理念非常有效的一個教學方法。引入合作式自主學習模式后，提高了學生學習的積極性，加深了學生對該課程抽象知識的認識，學生初步具有一定的設計能力，為今后走向工作崗位或者繼續深造奠定基礎。同時，提高了該課程的教學水平，為建立高素質的教學隊伍，不斷提高教學質量奠定基礎。

【參考文獻】

［1］楊春花. 合作式學習研究[J]. 教育教學研究，2012（2）.

［2］陳友華，王玲等. 合作式學習中自主學習能力的培養[J]. 云南農業大學學報（社會科學版），2010 （5）.

［3］夏祖學等. 《電磁場與電磁波》課程教改實踐探討[J].實驗科學與技術，2012 （3）.

［4］田秀榮等. 電磁場與電磁波課程教學改革探索[J]. 安徽工業大學學報（社會科學版），2010（1）.

［5］呂芳，辛莉等. 電磁場與電磁波[M]. 南京：東南大學出版社，2009.